当你在社区医院10分钟拿到多指标血检报告，当一款新药的临床验证无需动物实验且周期从数年缩短到数月甚至数周，当化工企业用桌面设备一天合成上百升纳米颗粒材料……这些看似不相干的场景背后都藏着一个“缩小魔法”——微流控芯片技术。它能将传统实验室的瓶罐仪器、复杂流程尽数微缩于数平方厘米的载体之上，成为守护生命健康的“微型引擎”，也是赋能产业的“精密工具”，被业界誉为“生物医学的下一代技术”“改变未来的七种新技术之一”。

▲叶嘉明

半个世纪前，微流控的雏形刚在欧美实验室萌芽时，没人能预料到，这项技术会成为全球健康产业竞速的关键赛道。新世纪前后，中国科研团队开始在相关领域跟进研究，论文数量、专利规模逐渐跻身世界前列，但产业化进程却仍旧滞后——当国外企业的微流控产品广泛走进家庭，国内多数团队仍困在“实验室能做出芯片，却无法批量生产”的困境里。

以“霆科（TinkerBio）”为名，取“工匠（Tinker）”之意，凭精密匠心破解生物医药工程化难题——自创办以来，叶嘉明便带领霆科团队以“微流控芯片研发制造整体解决方案提供商（CDMO）”为定位，秉持“把不可能变成可能”的信念：从自主研发加工设备破局，到搭建微流控产业全链条方案，以“从0到1”的攻坚，让“芯片实验室”走进民生——方寸芯片纳万象，微流之间定乾坤，为中国微流控产业筑就坚实技术护城河。

学术传承：从“滴水初心”到“赴芯征程”

2003年，厦门大学的化学实验室里，博士生叶嘉明正尝试用CO2激光在塑料基材上刻出比头发丝还细的微通道，这是微流控芯片最核心的“骨架”。彼时，国内微流控研究尚处起步阶段，他的导师——田昭武院士，却早已敏锐地看到了这项技术的未来。作为田院士的“关门弟子”，叶嘉明也成为国内最早介入微流控研究的核心成员之一。

田昭武院士对叶嘉明的影响，是刻进科研生涯的烙印。这位被叶嘉明称作“老一辈科学家”的老者，身上有着纯粹的科研品格：他是中国电化学的拓荒人，从基础研究到设备开发，在无数“无人区”搭建起学科框架，却始终以创新与交叉为魂——即便身处化学系，也执着将电化学与光谱、质谱、微机电系统（MEMS）、生物医学等技术深度融合，让叶嘉明早早懂得“科研不是闭门造车，要在跨界中找突破”。更让他难忘的是田院士对研究的极致热爱：一次院士住院输液，叶嘉明陪床时发现老先生盯着点滴瓶默数液滴，“一滴大概50微升”，他一边算每分钟滴数，一边琢磨流速控制的精准方案。这份“生活即科研”的敏锐，让叶嘉明自此养成习惯：看见任何事物，都会下意识思考“能否与微流控结合”。而田院士年过八旬仍每天坚持去办公室，物质生活上毫无过多追求的厚德姿态，更让他明白“做科研先做人，守得住纯粹才能走得远”。

在田院士的指导下，叶嘉明的博士研究跳出了传统单一学科的框架，转向“物理化学在芯片实验室中的应用研究”。研究生期间，他攻克了玻璃芯片模板电解蚀刻技术，用热压法快速制作微流控模具，率先建立起CO2激光直写加工高分子聚合物（PMMA）芯片的方案——这些成果后来发表在《中国机械工程》《功能材料与器件学报》等核心期刊，成为国内微流控芯片快速、批量加工技术的重要参考。

2008年，叶嘉明博士毕业，原本已拿到海关检验检疫系统的“铁饭碗”——这份在当时“千人争一岗”的工作，能提供稳定的平台和分房福利。当他拿着毕业推荐表找田院士签字时，老先生却沉默着没有落笔。次日一早，院士找到他表明了要推荐他到中国科学院大连化学物理所从事博士后研究的期望。这份沉甸甸的期许，让叶嘉明毅然奔赴大连。

在中国科学院大连化学物理研究所，叶嘉明师从林炳承研究员——这位中国微流控学术泰斗与微流控生物医学应用的开拓者为他打开了全新的眼界。彼时林老师的交叉团队正深耕微流控在快速检测、生物传感器、细胞芯片等领域的应用。在那里，叶嘉明接触到微流控与生命健康需求的深度结合，从快速检测方案到材料合成、细胞芯片设计，多学科协作的场景让他豁然开朗——原来微流控不是孤立的技术，而是能解决实际问题的“工具平台”。这段经历，为他后来投身产业化埋下了关键伏笔。

值得一提的是，博士后研究时光，叶嘉明在课题组完成了液滴生成、分裂、捕获的全流程技术验证，甚至提出了基于静水压控制的液滴分裂机理——这项当年因故未发表的研究成果论文稿件即使在10年后投稿国际期刊《化学工程科学》(Chemical Engineering Science），仍未做任何修改便顺利发表，足见其技术前瞻性。

产业破局：从孤车赴杭到编织微流控产业大网

博士后工作接近尾声时，叶嘉明的人生选择逐渐清晰。在一次全国微流控大会上，他与博奥生物（生物芯片北京国家工程中心）创始人、清华大学程京院士相遇，这成为他转向产业化的关键契机。博奥生物作为国内生物芯片领域顶尖的产业化平台，正需要微流控的专业研究者推动产品落地。当程院士向叶嘉明发出邀请时，他毫不犹豫应允，并于2010年加入博奥新成立的“高级技术部”，成为首批微流控产品项目经理之一。

在博奥生物的3年，叶嘉明主导微流控产品开发，面对从技术原理到量产落地的复杂挑战始终敢打敢拼、从容应对，用实打实的系列成果证明了自己的产业能力，也坚定了他“要做贴近产业需求的微流控解决方案”的想法。

2012年年底，创业的念头在叶嘉明心中越发强烈。正当他寻找方向时，浙江清华长三角研究院向他递来橄榄枝，在那里，他得以近距离观察产业生态，对接生物医药、医疗诊断领域的市场需求，更积累了“科研与产业需求对接”的实战经验。“微流控产品开发周期长、投入大、转产难”的痛点，更坚定了他在杭州这片创新创业的土壤上放飞梦想的想法，为霆科生物的诞生埋下了种子。

2013年9月，一辆汽车驶过京杭高速，方向盘后是叶嘉明——他带着一份“让微流控走出实验室”的执念，独自一人从北京奔赴杭州。霆科的创业征程，便从这“一人一车”的孤勇中启幕。简易实验室里，只有几张旧桌凳；融资路上，他带着技术方案跑投资机构。2014年年底，他成功拿到600万元“天使投资”。这笔钱，是组建团队的“第一桶金”，也是他迈向微流控产业化的“入场券”。

团队搭建的挑战远比想象中艰巨。微流控是横跨材料、微加工、生物、医学、光机电的交叉领域，叶嘉明要找的不是单一技能人才，而是能“打破学科壁垒”的合作者——他一个个对接高校实验室、走访行业前辈，才陆续集齐学材料的“芯片骨架师”、懂微加工的“精度把控者”、做生物的“应用落地者”，以及研发仪器的“设备攻坚者”。“把不同领域的人凑到一起不算难，难的是让大家从‘各说各话’到‘协同攻关’”，他亲自带教，从芯片设计、试剂集成到仪器开发逻辑……手把手培训团队掌握全流程技术。直到2017年，团队从最初的单枪匹马扩至十几人，首款微流控产品也终于突破“从图纸到实物”的难关。这段筚路蓝缕的时光，让他更清晰地意识到：“微流控门槛太高，缺人才、缺平台、缺标准化方案，很多企业和高校想做却‘无从下手’。”也正是这份洞察，让霆科明确了定位，用多项主要业务板块为行业“破壁”：针对生物医药、食安环保等传统企业，推出CDMO服务——客户只需说清“要解决什么问题”，哪怕不熟悉微流控技术，霆科也能从产品原型设计、工艺验证到规模化量产全流程交付，像“交钥匙”一样把可直接上市的产品送到客户手中；面对专注细分赛道的微流控创业公司，提供OEM代工与自动化产线定制，帮他们避开“转产难、建厂贵”的坑，让专业的人做专业的事；针对高校科研需求，子公司“扬清芯片”专门提供芯片加工设备、耗材及实验室整体方案，填补科研端“缺工具、缺平台”的空白等。

2025年，叶嘉明又启动“创芯工场”，致力于打造一个微流控专业孵化器，已引进的3支顶尖团队中，有深耕器官芯片的研发组，有澳洲院士领衔的生物传感器团队，还有与生物医学材料专家团队合作的“百脉新材”——通过开放霆科的研产平台，这些团队不用自建产线，就能快速实现技术从0到1的转化。如今，霆科已布局上百个微流控产品管线，覆盖体外诊断、材料合成、医药研究等领域，成为全球产品管线最丰富的微流控企业之一。

▲团队合影

这些布局最终落地为一个个看得见的“芯”成果：新冠疫情期间，霆科与香港企业合作的新冠病毒核酸自检产品以“鼻拭子进、20分钟出结果”的效率服务香港机场防控、社区；全集成核酸检测系统仅需一滴血或一滴尿，30分钟内全自动完成40余项指标检测；桌面型凝胶微球生产设备仅1立方米大小，24小时能产10亿颗微球，粒径均一性远超传统“大罐搅拌”工艺，可用于医美“少女针”、色谱填充柱等场景；还有20余种心脏、肝、肾类器官芯片正在转化，预计明年推向市场，未来将为新药筛选替代动物实验提供核心支撑。截至目前，霆科已手握超100项授权专利，其中发明专利40余项，另有多项国际专利及美国专利，同时牵头和参与编制2项行业标准及8项团体标准，霆科专业的知识产权团队为技术创新保驾护航……

共筑生态：以“芯”聚能共赴微流控大未来

“微流控产业不是一个企业的游戏，而是整个行业的战役。”叶嘉明常对团队说，中国微流控产业发展要从“跟跑”到“并跑”“领跑”，光靠单一企业突破不够，必须把材料供应、芯片设计、设备研发到应用落地的全链路拧成一股绳。这份对产业生态的清晰认知，早已融入他推动行业的每一步行动。

2020年至今，叶嘉明带领霆科扬清团队承办“中国微流控高端学术论坛暨微流控产业论坛”，初衷是“给行业搭座桥”。团队自掏腰包租场地，如今已连续举办多年，每年汇聚七八十位中外专家、50余家企业、500余名从业者——学者找得到产业化伙伴，企业能获取前沿技术，学生可觅得工作机会，成了行业著名的微流控产学研用交流平台。2023年，他参与发起中国生物物理学会微流控系统学分会，任副会长兼秘书长；同期推出“微芯知库”，搭建免费开放的“微流控专利检索平台”，收录全球14万篇微流控相关的中英文专利，极大提升专利检索效率和准确度。在此基础上，团队2025年创建“微流控信息网（wefluidics.com）”，短短3个月，网站发文超千篇、粉丝超万名，成了行业“信息枢纽”。

团队培养上，叶嘉明延续导师“因材施教”的理念。霆科60人团队（含6位博士、30余名硕士）背景横跨多学科，他强调“创新的基础是学习”，设定期内外部培训，让“专业的人做专业的事”：擅长理论的做设计，懂工程的攻设备，还牵线高校合作，让年轻人在项目中成长。叶嘉明给团队定了两个核心：BeTinker&.StayYoung，即“工匠精神”与“年轻心态”。负责高校业务的子公司“扬清芯片/YoungChip”，名字便藏着期许——“微流控是年轻产业，要像氧气般给行业注活力，更要保持创新，敢试敢拼”。他常说：“做实验要一板一眼，做产品得有灵感和反向思维，得跟紧时代。”而“客户至上、合作共赢”更是霆科的底色：“把客户的事当自己的事，才能一起把蛋糕做大。”

从事微流控研究23年，叶嘉明始终守着3个信念：“微流控注定深度产业化，是科学与艺术的平台，更是‘微芯片、大未来’。”他对团队说：“做实体得有长期主义，需要沉下心，坚持不懈的努力才能迎来厚积薄发。我们要让微流控变简单，让生命更健康，让员工成长、创造更多的社会价值，也让投资人获得回报。”

如今，霆科实验室里的肝器官芯片已能模拟肝脏代谢，未来可部分甚至全面替代动物实验。叶嘉明感慨：“23年前在厦门大学打磨第一块微流控芯片时，从没想过它能走进民生。但现在我相信，这方寸芯片里，装着健康科技的大未来。”闲暇时，他总像打磨芯片般雕琢热爱，把对技术的执着刻进每一份坚守。

从厦门大学、中国科学院的第一张芯片到服务全球的微流控整体解决方案，从破解量产难题到搭建行业生态——叶嘉明和霆科的故事，是中国微流控的成长缩影。而这场“缩小生命科学实验室、放大生命健康价值”的征程，才刚翻开新篇。

来源: 科学中国人